Proteomic analysis of the Dufour gland in nurse and forager workers of Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae)

Em abelhas eussociais, que inclui Apis mellifera, a colônia é constituída por uma rainha, com função reprodutiva, e de operárias estéreis ou semi-estéreis, que exercem as demais funções dentro da colônia como cuidados com a prole e busca por alimento. Associada ao aparelho do ferrão há a glândula de Dufour, que dentre outras funções, desempenha importante papel na comunicação entre os membros da colônia. Esta glândula libera substâncias químicas, mas a natureza e a função dos compostos variam em diferentes táxons. O objetivo deste estudo foi identificar proteínas com abundância diferencial nas glândulas de Dufour de operárias nutridoras e campeiras de A. mellifera. As glândulas de Dufour foram dissecadas, e as proteínas, extraídas. Os extratos proteicos foram submetidos à eletroforese bidimensional em gel. Spots diferencialmente abundantes foram digeridos e os peptídeos analisados no espectrômetro de massas MALDI/TOF- TOF. Os espectros de fragmentação (MS/MS) foram pesquisados em bancos de dados usando a ferramenta Mascot, e as proteínas identificadas foram validadas usando o software Scaffold. Um total de 131 spots apresentou abundância diferencial entre nutridoras e campeiras, sendo identificadas 28 proteínas distintas. Destas 28 proteínas identificadas, 21 foram mais abundantes em nutridoras e sete proteínas foram mais abundantes em campeiras. As proteínas identificadas pertencem a diferentes categorias funcionais envolvidas nos metabolismos proteico, energético, lipídico e de carboidratos, detoxificação, homeostase, comunicação celular, citoesqueleto, proteínas constitutivas e alergênicas. Os dados obtidos neste estudo trazem novas informações que contribuem para a compreensão das funções biológicas da glândula de Dufour e seu papel na organização social das abelhas.The colony of the eusocial bee Apis mellifera has a reproductive queen and sterile workers that make many tasks as brood care and foraging. The chemical communication has a crucial role for the maintenance of sociability in bees and many compounds are released by exocrine glands. The Dufour’s gland is a non-paired gland associated with the sting apparatus with important function in the communication between members of the colony. This gland release chemicals, but the nature and function of the compounds varies in workers playing different tasks. The objective of this study was to identify differentially expressed proteins in the Dufour’s glands in forager and nurse workers of A. mellifera. The Dufour’s glands of both honeybee workers were dissected and proteins were extracted. The protein content was submitted to 2D-gel electrophoresis, differentially expressed spots were digested and peptides analyzed in MALDI TOF- TOF mass spectrometer. Fragmentation spectra (MS/MS) were searched in databases by using the Mascot algorithm and proteins identified were validated through Scaffold software. A total of 131 spots showed different expression between forager and nurse bees, and 28 proteins were identified. Among them, 21 proteins were upregulated in nurses and 7 ones in foragers bees. The identified proteins have different functions as protein, energy, lipid and carbohydrate metabolism, detoxification, homeostasis, cell communication, cytoskeleton, constitutive proteins and allergen. This study provides new insights contributing to the comprehension of the biological functions of the Dufour’s gland in honey bees.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio